F=m*a < SchulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 10:34 Fr 09.11.2012 | | Autor: | Giraffe |
| Aufgabe | Guten Morgen,
ich habe einen Schüler, der vor ein paar Monaten seine Ausbildg. zum Anlagentechniker f. Hzg. Sanitär u. Solar begonnen hat.
Er hat es in Mathe nicht leicht u. ist extrem langsam, trotzdem macht er immer gut mit. Wir haben uns bisher lange aufgehalten mit
3-Satz, %-rechnen, Umrechnen von Längen- u. Flächeneinheiten u. dem Umstellen von Gleichungen u. sind damit immer noch nicht fertig. Im Dez. ist sein neuer Blockunterricht u. es erwartet ihn die Formel
F = m*g
Mein Ziel ist: Dass er ein einzigesmal NICHT hinterherhinkt, sondern super mitkommt u. Freude u. Mum hat sich im Unterricht zu beteiligen.
Der Formel haben wir uns bisher genähert, indem wir die Formelzeichen, z.B. F= Force (engl)= Kraft u. Einheiten besprochen haben u. was die Gleichg. praktisch bedeuten kann.
Physik ist nicht besonders meine Stärke u. ich war erschlagen, als ich nach dieser Formel googelte. Mein Gott, wieviele verschiedene Kräfte gibt es denn? Damit brauche ich ihm gar nicht zu kommen, es muss wriklich aufs Einfachste runterreduziert sein.
Ich brauche jetzt für den Anfang 2 Aufg., die an 2 prakt. Bsp. anknüpfen, die wir uns schon erarbeitet haben. Eine ist mit g, die andere mit a. |
Fragen in rot
F = m* g
Es muss ja einen Unterschied machen, ob ich einen Kulli fallen lasse oder einen Ziegelstein. Sicher werden die Aufprallspuren im Parkett von Kulli u. Stein anders sein.
Ach so, mensch, klar, dass kriege ich doch selber hin: Soll er die Kräfte von beiden fallenden Teilen mal ausrechnen.
g=9,81 [mm] m/s^2
[/mm]
Kulli 70 g
Ziegelstein 1 kg
Das kann ich doch so machen oder?
Als Ergebnis wird eine kl. u. eine gr. Kraft rauskommen.
Gibt es eine Angabe von Kraft, eine Größe, ein Beispiel, was gängig ist, zum Vgl., damit man eine Vorstellung entwickeln kann? Ich meine, wenn jmd. keinerlei Vorstellungen von Gewicht hat, ist es doch gut zu sagen, im Durchschnitt wiegt ein Mann 80-90 kg (keine Ahnung, dass habe ich mir jetzt ausgedacht). Also ich brauche sowas nur bezogen auf Fall-Kraft.
F = m* a
Ein Auto steuert direkt mit konstanter v frontal auf eine Wand zu, bis es von ihr je gebremst/gestoppt wird.
Diese neg. Beschleunig. a wird in die Formel eingesetzt.
Kann mir mal bitte jmd. realistische Zahlen u. Werte für eine vernünftige schnuckelige kl. Aufg. geben?
Im voraus vielen DANK
u. euch allen ein schönes Wochenende
Sabine
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Hallo Sabine,
ich habe deine Frage mal nach Physik verschoben.
> ...
> Er hat es in Mathe nicht leicht u. ist extrem langsam,
> trotzdem macht er immer gut mit. Wir haben uns bisher lange
> aufgehalten mit
> 3-Satz, %-rechnen, Umrechnen von Längen- u.
> Flächeneinheiten u. dem Umstellen von Gleichungen u. sind
> damit immer noch nicht fertig. Im Dez. ist sein neuer
> Blockunterricht u. es erwartet ihn die Formel
>
> F = m*g
>
> Mein Ziel ist: Dass er ein einzigesmal NICHT
> hinterherhinkt, sondern super mitkommt u. Freude u. Mum hat
> sich im Unterricht zu beteiligen.
>
> Der Formel haben wir uns bisher genähert, indem wir die
> Formelzeichen, z.B. F= Force (engl)= Kraft u. Einheiten
> besprochen haben u. was die Gleichg. praktisch bedeuten
> kann.
> Physik ist nicht besonders meine Stärke u. ich war
> erschlagen, als ich nach dieser Formel googelte. Mein Gott,
> wieviele verschiedene Kräfte gibt es denn? Damit brauche
> ich ihm gar nicht zu kommen, es muss wriklich aufs
> Einfachste runterreduziert sein.
Ihr habt euch offensichtlich nicht mit allen vorkommenden Größen in dieser Formel ausreichend beschäftigt. Das legen zumindest deine weiter unten formuliuerten Fragen nahe.
F: Kraft
m: Masse
a: Beschleunigung
g: Erdbeschleunigung (Spezialfall!)
So, und jetzt darf man eines nicht verwechseln. m ist die Masse, und das ist nicht gleichzusetzen mit dem Gewicht. Das Gewicht, bzw. die Gewichtskraft, die eine Masse erfährt resultiert ja aus der Gravitation und ist damit insbesondere ortsabhängig. Auf dem Mond bspw. hat eine Masse ca. 1/6 des Gewichts das sie auf der Erde hat, und selbst auf der Erde ist das Gewicht nicht konstant, wenn man genau genug misst.
> Ich brauche jetzt für den Anfang 2 Aufg., die an 2 prakt.
> Bsp. anknüpfen, die wir uns schon erarbeitet haben. Eine
> ist mit g, die andere mit a.
> Fragen in rot
>
> F = m* g
>
> Es muss ja einen Unterschied machen, ob ich einen Kulli
> fallen lasse oder einen Ziegelstein. Sicher werden die
> Aufprallspuren im Parkett von Kulli u. Stein anders sein.
> Ach so, mensch, klar, dass kriege ich doch selber hin:
> Soll er die Kräfte von beiden fallenden Teilen mal
> ausrechnen.
Die Verformung ist aber keine Folge der Kraft die da wirkt, sondern der kinetischen Energie. Das würde ich mal zu Beginn noch völlig aussparen, solange der Begriff der Energie nicht eingeführt wurde. insbesondere der unterschiedlichen Energieformen in der Mechanik.
> g=9,81 [mm]m/s^2[/mm]
> Kulli 70 g
> Ziegelstein 1 kg
> Das kann ich doch so machen oder?
Ja, aber das wird natürlcih relativ schnell uninteressant. Denn die Massen setzt man für m ein und berechnet jeweils die resultierende Gewichtskraft. Diese ist aber nicht anschaulich, da man sie im Alltag nicht verwendet.
> Als Ergebnis wird eine kl. u. eine gr. Kraft rauskommen.
> Gibt es eine Angabe von Kraft, eine Größe, ein Beispiel,
> was gängig ist, zum Vgl., damit man eine Vorstellung
> entwickeln kann? Ich meine, wenn jmd. keinerlei
> Vorstellungen von Gewicht hat, ist es doch gut zu sagen, im
> Durchschnitt wiegt ein Mann 80-90 kg (keine Ahnung, dass
> habe ich mir jetzt ausgedacht). Also ich brauche sowas nur
> bezogen auf Fall-Kraft.
Ich würde mich in Sachen Erdbeschleunigung nicht groß an Aufgaben aufhalten, die einfach nur mit dem Newton-Axiom zu lösen sind. Die sind einfach nicht wirklich sinnhaft. Ich würde gleich zu Beginn mit beliebigen Beschleunigungen rechnen.
>
> F = m* a
>
> Ein Auto steuert direkt mit konstanter v frontal auf eine
> Wand zu, bis es von ihr je gebremst/gestoppt wird.
> Diese neg. Beschleunig. a wird in die Formel eingesetzt.
Auch dieses Beispiel ist zu kompliziert, weil wiederum eine Verformung stattfindet, deren Ausmaß durch die kinetische Energie bestimmt ist.
> Kann mir mal bitte jmd. realistische Zahlen u. Werte für
> eine vernünftige schnuckelige kl. Aufg. geben?
>
Aufgabe 1:
Eine Lokomotive der Masse m=100t soll mit [mm] a=0.5m/s^2 [/mm] beschleunigt werden. Welche Antriebskraft ist dafür notwendig?
Aufgabe 2:
Ein Kran zieht eine Last von 500kg nach oben. Die Zugkraft am Seil betrage für eine gewisse Phase 1 kN. Wie groß ist dann die Beschleunigung der Last. (Zusatz: wie groß ist dann die Seilkraft?)?
Aufgabe 3:
Ein Fahrstuhl, der sich auf seiner Fahrt nach unten befindet, soll mit einer Beschleunigung von 0,2g abgebremst werden, bevor er zum Stillstand kommt. Der Fahrstul selbst wiegt 1t, die maximal mögliche Bremskraft ist F=280N. Welche Last darf der Aufzug dann maximal befördern.
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So in der Art würde ich die ersten Aufgaben gestalten.
Gruß, Diophant
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| Status: |
(Antwort) fertig  | | Datum: | 11:34 Fr 09.11.2012 | | Autor: | M.Rex |
Hallo
> Guten Morgen,
> ich habe einen Schüler, der vor ein paar Monaten seine
> Ausbildg. zum Anlagentechniker f. Hzg. Sanitär u. Solar
> begonnen hat.
> Er hat es in Mathe nicht leicht u. ist extrem langsam,
> trotzdem macht er immer gut mit. Wir haben uns bisher lange
> aufgehalten mit
> 3-Satz, %-rechnen, Umrechnen von Längen- u.
> Flächeneinheiten u. dem Umstellen von Gleichungen u. sind
> damit immer noch nicht fertig.
Schaut euch dazu vielleich mal auf den Seiten von ![[]](/images/popup.gif) F. Strobl um, dort sind die Themen sehr schön zusammengefasst, das meiste müsste ihm ja aus der Schule noch bekannt sein.
> Im Dez. ist sein neuer
> Blockunterricht u. es erwartet ihn die Formel
>
> F = m*g
>
> Mein Ziel ist: Dass er ein einzigesmal NICHT
> hinterherhinkt, sondern super mitkommt u. Freude u. Mum hat
> sich im Unterricht zu beteiligen.
>
> Der Formel haben wir uns bisher genähert, indem wir die
> Formelzeichen, z.B. F= Force (engl)= Kraft u. Einheiten
> besprochen haben u. was die Gleichg. praktisch bedeuten
> kann.
> Physik ist nicht besonders meine Stärke u. ich war
> erschlagen, als ich nach dieser Formel googelte. Mein Gott,
> wieviele verschiedene Kräfte gibt es denn? Damit brauche
> ich ihm gar nicht zu kommen, es muss wriklich aufs
> Einfachste runterreduziert sein.
Für die Physik schaut euch mal auf Leifiphysik.de um, dort sind die Themen schön interaktiv aufbereitet.
>
> Ich brauche jetzt für den Anfang 2 Aufg., die an 2 prakt.
> Bsp. anknüpfen, die wir uns schon erarbeitet haben. Eine
> ist mit g, die andere mit a.
> Fragen in rot
>
> F = m* g
>
> Es muss ja einen Unterschied machen, ob ich einen Kulli
> fallen lasse oder einen Ziegelstein. Sicher werden die
> Aufprallspuren im Parkett von Kulli u. Stein anders sein.
> Ach so, mensch, klar, dass kriege ich doch selber hin:
> Soll er die Kräfte von beiden fallenden Teilen mal
> ausrechnen.
> g=9,81 [mm]m/s^2[/mm]
> Kulli 70 g
> Ziegelstein 1 kg
> Das kann ich doch so machen oder?
> Als Ergebnis wird eine kl. u. eine gr. Kraft rauskommen.
> Gibt es eine Angabe von Kraft, eine Größe, ein Beispiel,
> was gängig ist, zum Vgl., damit man eine Vorstellung
> entwickeln kann? Ich meine, wenn jmd. keinerlei
> Vorstellungen von Gewicht hat, ist es doch gut zu sagen, im
> Durchschnitt wiegt ein Mann 80-90 kg (keine Ahnung, dass
> habe ich mir jetzt ausgedacht). Also ich brauche sowas nur
> bezogen auf Fall-Kraft.
Dass zwischen Masse und Gewichtskraft ein Unterschied gemachgt werden muss, hat Diophant dir ja schon gesagt. Diese Unterscheidung ist elementar wichtig, denn eine Masse ist eine (körperbezogene) skalare Größe, das heisst, sie hat keine Richtung.
Nun kannst du diese Masse ja in eine beliebige Richtung beschleunigen, daher sind die Kraft und auch die Beschleunigung sogenannte vektorielle Größen, diese haben eine Wirkungsrichtung. Diese Wirkrichtung gibt man mit einem Pfeil an, je länder dieser ist, desto stärker ist die Größe.
Das kannst du dir ja mal überlegen, wenn ihr einen Körper (am besten auf Rollen, dan habt ih kaum Reibung) hochhebt oder seitwärts bewegt. Vielleicht spürt ihr ja den Unterschied. beim Hochheben müsst ihr nämlich gegen die Erdgravitation, also die Gewichtskraft ankämpfen, rollt ihr ihn seitwärts, spielt die Schwerkraft keine Rolle.
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> F = m* a
>
> Ein Auto steuert direkt mit konstanter v frontal auf eine
> Wand zu, bis es von ihr je gebremst/gestoppt wird.
> Diese neg. Beschleunig. a wird in die Formel eingesetzt.
> Kann mir mal bitte jmd. realistische Zahlen u. Werte für
> eine vernünftige schnuckelige kl. Aufg. geben?
>
> Im voraus vielen DANK
> u. euch allen ein schönes Wochenende
> Sabine
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>
Aufgaben dazu findest du unter:
http://www.physik-im-unterricht.de/PH7-Kraft-Masse.pdf
http://lie.perihel.ch/Aufgaben/Mechanik/Kraft/F=ma.pdf
http://www.lutzsiebert.de/S/Ph/Grundgesetz.pdf
Marius
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